Разработка стабильного регулятора напряжения PMOS

Правильно - схема, предоставленная Motorola, неверна, и они также показывают эту схему с использованием PNP, в котором операционный усилитель подключен "правильным" способом: -

Удивительно, что кому-то из Motorola удалось избавиться от этой действительно серьезной ошибки. На схеме выше я показываю стрелки (красные), указывающие на наличие отрицательной обратной связи; я предположил, что в нижней части резистора R1 выходное напряжение растет — это приведет к падению выходного сигнала операционного усилителя, а это вызовет подъем коллектора NPN-транзистора, что, в свою очередь, приведет к падению коллектора PNP — эффект отрицательной обратной связи, потому что по обе стороны от R1 есть противоположные стрелки.

Придерживаясь этой схемы и предполагая, что операционный усилитель схемы PMOS был подключен правильно, при попытке использовать эту топологию возникают большие проблемы с реализацией, и это также относится к вопросу несколько дней назад, который отражен на самой верхней диаграмме в вопросе ОП.

Операционный усилитель имеет коэффициент усиления без обратной связи и соответствующую характеристику изменения фазы, что означает, что когда к нему применяется локальная отрицательная обратная связь, он работает, НО «только». Любое большее изменение усиления или фазы, вероятно, приведет к положительной обратной связи на некоторых высоких частотах, что сделает операционный усилитель непригодным для использования. Это особенно заметно в конфигурациях с единичным усилением — на самом деле многие операционные усилители указаны как нестабильные в конфигурациях с единичным усилением!

Производители операционных усилителей захотят получить как можно больше коэффициента усиления без обратной связи, чтобы предоставить потенциальному пользователю устройство с достойным коэффициентом усиления и пропускной способностью — им приходится конкурировать с другими поставщиками, так что это их цель (или один из них).

Регулятор PNP выше показывает два транзистора и операционный усилитель внутри цепи отрицательной обратной связи с единичным коэффициентом усиления, и хотя я сказал выше, что у него есть отрицательная обратная связь (по положению красных стрелок), на самом деле он будет петь как канарейка. «Усилитель ошибки», если его считать стандартным готовым операционным усилителем, уже «близок» к нестабильности, и добавление коэффициента усиления двух транзисторов приведет к полной нестабильности.

Таким образом, несмотря на ошибку в схеме PMOS в вопросе ОП, мы должны предположить, что усилитель ошибки «операционный усилитель» на самом деле является стабильным дифференциальным усилителем с очень небольшим коэффициентом усиления и очень небольшим фазовым сдвигом.

Переходя к вопросу OP о рассеиваемой мощности, потери мощности в регуляторе PNP или PMOS проще всего рассчитать, используя разность напряжений на транзисторе, умноженную на выходной ток в нагрузке.

Формула, в которой используются I ^ 2 и R, больше похожа на импульсный регулятор, потому что PMOS будет переключаться между состояниями «включено» и «выключено».

Правильно ли тогда предположить, что при большом коэффициенте усиления в цепи обратной связи PMOS-регулятора напряжения получается квази-ШИМ-регулятор?

Я бы сказал НЕТ, потому что нет намерения контролировать рабочую частоту, и схема просто ударится о концевые упоры рельсов в одном направлении и останется там - она ​​не будет регулироваться.

Незначительные моменты: -

1. Я не согласен с тем, что схемы регулятора FET обычно представлены с использованием JFET - JFET не имеют мощности для работы с большинством приложений, а их характеристика «включения» обычно очень плохая по сравнению с менее 10 мОм, которые вы можете получить от MOS.
2. Емкостные нагрузки могут как стабилизировать, так и дестабилизировать как линейные, так и импульсные регуляторы, и это трудно привести в качестве примера и быть кратким.

Если я что-то упустил в вопросе, пожалуйста, дайте мне знать.